DE10118506A1 - Pipe with a sandwich structure comprises an inner layer containing fibers, at least one layer of filler material, and an outer laminate layer containing fibers - Google Patents

Pipe with a sandwich structure comprises an inner layer containing fibers, at least one layer of filler material, and an outer laminate layer containing fibers

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Abstract

A pipe (10) with a sandwich structure comprises an inner layer (11) containing fibers, at least one layer of filler material (12), and an outer laminate layer (13) containing fibers. The layers (11, 12, 13) are chemically joined to one another. An Independent claim is also included for a method for producing the pipe. It involves coating a round bar with a separation agent, and using this bar for application of successive layers of the proposed pipe structure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohr aus einem Sandwichaufbau.The invention relates to a pipe made of a sandwich structure.

Ein derartiger Rohrsandwichaufbau ist für verschiedene stati­ sche und dynamische Anwendungsfälle geeignet, bei denen es auf große Festigkeit bei geringem Gewicht ankommt.Such a pipe sandwich construction is for different stati suitable and dynamic use cases where it is based on great strength with low weight is important.

Mit der Erfindung soll der Anwendungsbereich bisheriger Sand­ wichbauweisen auf Rohre erweitert werden, die ein leichtes Ge­ wicht bei hoher Festigkeit benötigen.With the invention, the application area of previous sand wichbauformen be expanded to pipes that have a light Ge important for high strength.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch ein Rohr mit dem Merk­ malen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 erreicht. Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 sowie verfahrens­ seitig in dem Anspruch 8 angegeben.According to the invention, this goal is achieved by a tube with the note paint the claim 1 and a method with the features of claim 7 achieved. Preferred further configurations the invention are in claims 2 to 6 and method specified side in claim 8.

Vorteilhaft macht die Erfindung ein neuartiges Sandwichrohr aus Faserverbundwerkstoffen verfügbar, welches für viele An­ wendungen geeignet ist. Die für die Herstellung bzw. den Auf­ bau des Sandwichrohres erforderlichen Materialien bestehen aus einem oder mehreren Faserverbundstoffen, wie beispielsweise Glasfaser, Aramidfaser, Kohlefaser, Kokosfaser, usw., ferner aus marktüblichen Kunststoffharzen, wie etwa Epoxydharze in Verbindung mit diversen Härtersystemen oder auch Polyesterharze mit variablen Härterkonstellationen und schließlich aus Füllstoffen, wie beispielsweise Nomex-Honeycombwaben, Balsa­ holz oder diverse Arten von Schäumen, wobei Schichten aus Füllstoff auch mehrfach vorhanden sein können.The invention advantageously makes a novel sandwich tube made of fiber composite materials, which for many An is suitable. The for the production or on Construction of the sandwich pipe required materials consist of one or more fiber composites, such as Glass fiber, aramid fiber, carbon fiber, coconut fiber, etc., further from commercially available plastic resins, such as epoxy resins in Connection with various hardener systems or polyester resins  with variable hardener constellations and finally out Fillers, such as Nomex honeycomb honeycomb, balsa wood or various types of foams, with layers of Filler can also be present several times.

Ebenso wie massiv gebaute Rohre können Sandwichrohre je nach Materialwahl lebensmittelecht, resistent gegen Säuren oder an­ dere Chemikalien usw. ausgebildet werden, und es ist möglich, dem Sandwichverbund unterschiedliche physikalische Eigenschaf­ ten und Festigkeitsstrukturen zu vermitteln. So ist beispiels­ weise Kohlefaser nicht UV-beständig und wenig schlagzäh, je­ doch extrem zugfest und ein elektrischer Leiter. Auch die be­ kannten Eigenschaften von Glas- und Aramidfasern können wir­ kungsvoll eingesetzt werden, ebenso wie die Eigenschaften von Harzen und Härtern und anderen Komponenten, wie beispielsweise Beschleuniger.Just like solid pipes, sandwich pipes can vary depending on Material choice food safe, resistant to acids or to their chemicals, etc., and it is possible the sandwich structure has different physical properties and structures of strength. For example wise carbon fiber not UV-resistant and little impact-resistant, depending but extremely tensile and an electrical conductor. The be We can know the properties of glass and aramid fibers be used in a creative manner, as well as the properties of Resins and hardeners and other components such as Accelerator.

Der Füllstoffschichtaufbau ist bevorzugt mit einer Bienenwa­ benstruktur gebildet; es sind jedoch auch andere Stützstoffe möglich, solange zwischen den jeweiligen Faserlaminatschichten und den Stützstoffen eine optimale chemische Verbindung herge­ stellt wird.The filler layer structure is preferably with a beeswax ben structure formed; however, there are other proppants possible as long as between the respective fiber laminate layers and the proppants an optimal chemical connection is posed.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sandwichrohres besteht aus einem Spinnackerbaum, von dem ein Abschnitt im Querschnitt in der beiliegenden Zeichnung darge­ stellt ist.A preferred embodiment of an inventive Sandwich tube consists of a spinnaker pole, one of which Section in cross section in the accompanying drawing Darge represents is.

Für den Spinnackerbaum 10 ist sowohl eine hohe Biegefestigkeit als auch eine hohe Torsionssteifigkeit erforderlich. Demgemäß wurden auf einem Aluminiumrohr verschiedene Trennmittel aufge­ tragen und anschließend ein b-direktionaler Kohlefaserschlauch unter 45°C und ein unidirektionaler Faserschlauch laminiert, um die erste Faserlaminatschicht 11 zu bilden. Die gesamte Wandstärke der ersten Faserlaminatschicht beträgt ca. 0,6 mm. Both high bending strength and high torsional rigidity are required for the spinnaker boom 10 . Accordingly, various release agents were applied to an aluminum tube and then a b-directional carbon fiber tube was laminated below 45 ° C. and a unidirectional fiber tube to form the first fiber laminate layer 11 . The total wall thickness of the first fiber laminate layer is approximately 0.6 mm.

Nach Aushärten der ersten Laminatschicht 11 wird eine weitere Laminatschicht auflaminiert, in welche ein Wabenkern hineinge­ drückt wird, um eine optimale Haftung und Verbindung des Wa­ benkerns mit dem Innenlaminat zu erreichen. Die Stärke dieser Füllstoffschicht 12 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel ca. 5 mm.After the first laminate layer 11 has hardened, a further laminate layer is laminated, into which a honeycomb core is pressed in order to achieve optimum adhesion and connection of the honeycomb core with the inner laminate. The thickness of this filler layer 12 is approximately 5 mm in this exemplary embodiment.

Anschließend, d. h. nachdem die Innenlaminatschicht und die Füllstoffschicht 12 vollständig ausgehärtet sind, wird vor­ zugsweise im rotierenden Verfahren die Außenlaminatschicht 13 verklebend mit der Füllstoffschicht 12 aufgebracht. Der weite­ re Aufbau des Außenlaminats richtet sich nach den Anforderun­ gen an das Werkstück.Subsequently, ie after the inner laminate layer and the filler layer 12 have completely hardened, the outer laminate layer 13 is applied in an adhesive manner to the filler layer 12 , preferably using the rotating method. The further structure of the outer laminate depends on the requirements for the workpiece.

Der Rohrquerschnitt lässt sich in allen möglichen Varianten und Durchmessergrößen gestalten. Nach Bedarf können auch meh­ rere Füllstoffschichten 12 vorgesehen werden, und vorteilhaft kann ein erfindungsgemäßes Sandwichrohr nicht nur manuell, sondern auch maschinell hergestellt werden.The pipe cross section can be designed in all possible variants and diameter sizes. If necessary, a plurality of filler layers 12 can also be provided, and an inventive sandwich tube can advantageously be produced not only manually but also by machine.

In der beigefügten Zeichnung mit dem Titel Sandwichrohrkon­ struktion sind zur Vereinfachung die Innenlaminatschicht 11, die Füllstoff- bzw. Stützstoffschicht 12 und die Außenlaminat­ schicht 13 vergrößert und beabstandet dargestellt.In the accompanying drawing entitled Sandwichrohrkon construction, the inner laminate layer 11 , the filler or support layer 12 and the outer laminate layer 13 are shown enlarged and spaced for simplification.

Claims (10)

1. Rohr, bestehend aus einem Sandwichaufbau mit einer Innenschicht (11) aus einem fasernenthaltenen Naht, wenigstens einer Schicht (12) aus einem Füllstoff, und mit einer Außenschicht (13) aus einem fasernenthaltenen Lami­ nat, wobei die Schichten (11, 12, 13) untereinander chemisch verbunden sind.1. Pipe consisting of a sandwich structure with an inner layer ( 11 ) made of a fiber-containing seam, at least one layer ( 12 ) made of a filler, and with an outer layer ( 13 ) made of a fiber-containing laminate, the layers ( 11 , 12 , 13 ) are chemically linked to each other. 2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für je­ de Laminatschicht (11, 13) eine oder mehrere Faserverbund­ stoffe, wie Glasfasern, Aramidfasern, Kohlefasern, Kokos­ fasern, usw. vorgesehen sind.2. Pipe according to claim 1, characterized in that for each de laminate layer ( 11 , 13 ) one or more fiber composite materials, such as glass fibers, aramid fibers, carbon fibers, coconut fibers, etc. are provided. 3. Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für je­ de Laminatschicht (11, 13) ein Kohlefaserschlauch und uni­ direktionale Kohlefasern vorgesehen sind.3. Pipe according to claim 2, characterized in that for each de laminate layer ( 11 , 13 ) a carbon fiber hose and uni-directional carbon fibers are provided. 4. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass für jede Laminatschicht (11, 13) Kunst­ stoffharze mit Härtersystem bzw. variablen Härterkonstel­ lationen vorgesehen sind.4. Pipe according to one of the preceding claims, characterized in that for each laminate layer ( 11 , 13 ) plastic resins with hardener system or variable hardener constellations are provided. 5. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass für die Füllstoffschicht (12) Nomex- Honeycombwaben, Balsaholz und/oder diverse Schäume vorge­ sehen sind. 5. Pipe according to one of the preceding claims, characterized in that Nomex honeycomb honeycomb, balsa wood and / or various foams are provided for the filler layer ( 12 ). 6. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass bei mehreren Füllstoffschichten (12) zwischen benachbarten Füllstoffschichten eine faserenthal­ tene Laminatschicht angeordnet ist.6. Pipe according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of a plurality of filler layers ( 12 ), a fibrous ent laminate layer is arranged between adjacent filler layers. 7. Verfahren zur Herstellung eines Rohres mit einem Sandwich­ aufbau, bestehend aus den folgenden Verfahrensschritten:
  • a) Auftragen von Trennmittel auf einen Rohrinnenkörper;
  • b) Aufbringen einer Faserlaminatschicht auf den trennmit­ telbeschichteten Rohrinnenkörper;
  • c) Aufbringen und chemisches Verbinden einer Füllstoff­ schicht mit der ersten Faserlaminatschicht;
  • d) Aufbringen und chemisches Verbinden einer weiteren Fa­ serlaminatschicht mit der Füllstoffschicht; und
  • e) Entfernen des Rohrinnenkörpers nach Aushärten der Schichten.
7. Process for producing a pipe with a sandwich structure, consisting of the following process steps:
  • a) applying release agent to an inner tube body;
  • b) applying a fiber laminate layer on the release agent-coated inner tube body;
  • c) applying and chemically bonding a filler layer to the first fiber laminate layer;
  • d) applying and chemically bonding a further fiber laminate layer to the filler layer; and
  • e) Removing the inner tube body after the layers have hardened.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte d) und c) mehrfach nach dem Schritt c) wie­ derholt werden.8. The method according to claim 7, characterized in that steps d) and c) several times after step c) as be repeated. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das chemische Verbinden von Schichten mittels eines zusätzlichen Laminatauftrags vorgenommen wird.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the chemical bonding of layers using a additional laminate order is made. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass jede Schicht auf eine bereits ausgehär­ tete Schicht aufgebracht wird.10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized ge indicates that each layer is already cured on one tete layer is applied.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1628059A1 (en) 2004-08-19 2006-02-22 Angerlehner Hoch- und Tiefbau GmbH Process for producing glass fiber reinforced plastic pipes having every section and sandwich structured

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